Data normalisation, a common and often necessary preprocessing step in engineering and scientific applications, can severely distort the discovery of governing equations by magnitudebased sparse regression methods. This issue is particularly acute for the Sparse Identification of Nonlinear Dynamics (SINDy) framework, where the core assumption of sparsity is undermined by the interaction between data scaling and measurement noise. The resulting discovered models can be dense, uninterpretable, and physically incorrect. To address this critical vulnerability, we introduce the Sequential Thresholding of Coefficient of Variation (STCV), a novel, computationally efficient sparse regression algorithm that is inherently robust to data scaling. STCV replaces conventional magnitude-based thresholding with a dimensionless statistical metric, the Coefficient Presence (CP), which assesses the statistical validity and consistency of candidate terms in the model library. This shift from magnitude to statistical significance makes the discovery process invariant to arbitrary data scaling. Through comprehensive benchmarking on canonical dynamical systems and practical engineering problems, including a physical mass-spring-damper experiment, we demonstrate that STCV consistently and significantly outperforms standard Sequential Thresholding Least Squares (STLSQ) and Ensemble-SINDy (E-SINDy) on normalised, noisy datasets. The results show that STCV-based methods can successfully identify the correct, sparse physical laws even when other methods fail. By mitigating the distorting effects of normalisation, STCV makes sparse system identification a more reliable and automated tool for real-world applications, thereby enhancing model interpretability and trustworthiness.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

WWW24 | 从数据中心化的角度校准图神经网络
专知会员服务
14+阅读 · 2024年9月14日
基于深度元学习的因果推断新方法
图与推荐
12+阅读 · 2020年7月21日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
【大数据】海量数据分析能力形成和大数据关键技术
产业智能官
17+阅读 · 2018年10月29日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
A Survey on Data Augmentation for Text Classification
VIP会员
相关VIP内容
WWW24 | 从数据中心化的角度校准图神经网络
专知会员服务
14+阅读 · 2024年9月14日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
7+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员